Los astrónomos han encontrado un objeto cósmico excepcional conocido como el Lente de Carrusel, un sistema de lentes gravitacionales que permite estudiar galaxias distantes mediante la alineación fortuita de un cúmulo de galaxias en primer plano y siete galaxias de fondo. Este fenómeno no solo es visualmente impresionante, sino que también ofrece una ventana única hacia los misterios del universo, como la materia oscura y la energía oscura.
¿Qué es un lente gravitacional?
Un lente gravitacional es una distorsión de la luz provocada por la gravedad de objetos masivos, como galaxias o cúmulos de galaxias. La gravedad de estos objetos es tan intensa que deforma el espacio-tiempo a su alrededor, creando un efecto similar al de una lente óptica, que puede magnificar y alterar la forma de los objetos más distantes. En el caso del Lente de Carrusel, un cúmulo de galaxias ubicado a unos 5 mil millones de años luz de la Tierra actúa como lente, magnificando la luz de siete galaxias que se encuentran mucho más lejos, algunas hasta a 12 mil millones de años luz.
La alineación cósmica
El Lente de Carrusel es un hallazgo raro y fortuito. Las siete galaxias de fondo están dispuestas a lo largo de una línea de visión casi perfecta desde nuestro punto de vista, lo que permite que el cúmulo en primer plano funcione como una lente que las magnifica. Esta alineación ha sido descrita como “exquisitamente alineada” por los investigadores que realizaron el descubrimiento, entre ellos el Dr. David Schlegel, científico del Laboratorio Nacional de Berkeley. Según Schlegel, este hallazgo es tan raro que encontrar una alineación así es como encontrar «ocho agujas perfectamente alineadas dentro de un pajar».
Un fenómeno único: El cruce de Einstein más grande jamás visto
Uno de los aspectos más fascinantes del Lente de Carrusel es la formación de un cruce de Einstein en la galaxia número cuatro. Un cruce de Einstein ocurre cuando la luz de un objeto distante es distorsionada por un objeto masivo en primer plano, creando múltiples imágenes del objeto de fondo dispuestas en una cruz. En este caso, la galaxia número cuatro está situada detrás de la lente de tal manera que crea el cruce de Einstein más grande conocido, con cuatro imágenes claramente visibles dispuestas a 90 grados entre sí. Este fenómeno sugiere que la distribución de masa en el cúmulo que actúa como lente es muy simétrica.
La importancia de los lentes gravitacionales
Aunque los lentes gravitacionales son visualmente impresionantes, su verdadero valor reside en su utilidad para la cosmología. Estos fenómenos permiten a los astrónomos estudiar la distribución de la materia oscura en los cúmulos de galaxias que actúan como lentes. La materia oscura es una sustancia invisible que compone la mayor parte de la masa del universo, pero no emite ni absorbe luz, lo que la hace extremadamente difícil de detectar. Sin embargo, su presencia se puede inferir a partir de los efectos gravitacionales que tiene sobre la luz de los objetos distantes, como en el caso del Lente de Carrusel.
Un descubrimiento clave para el estudio de la energía oscura
Además de la materia oscura, el Lente de Carrusel también ofrece una oportunidad única para estudiar la energía oscura, una fuerza misteriosa que se cree que es responsable de la aceleración de la expansión del universo. El estudio de lentes gravitacionales como el Lente de Carrusel puede proporcionar pistas valiosas sobre la naturaleza de la energía oscura y cómo afecta al universo en su conjunto.
Este descubrimiento es parte de las observaciones realizadas en el contexto de las Encuestas de Imágenes del Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI, por sus siglas en inglés). Gracias a los datos del DESI, los astrónomos han identificado aproximadamente 2,000 lentes gravitacionales fuertes, pero el Lente de Carrusel destaca por ser el más impresionante visualmente y el más interesante desde el punto de vista científico. Según el Dr. Schlegel, «es el más llamativo visualmente y, sin duda, el más interesante para estudios continuos».
La relevancia del modelo computacional
Para identificar el Lente de Carrusel, los investigadores utilizaron una combinación de datos obtenidos a partir del telescopio espacial Hubble y simulaciones realizadas en la supercomputadora Perlmutter del Centro Nacional de Investigación Científica de Energía (NERSC). El modelo computacional creado a partir de estos datos permitió a los investigadores determinar que el Lente de Carrusel es una alineación casi perfecta de siete galaxias en cinco agrupaciones, que forman patrones circulares concéntricos alrededor del cúmulo de galaxias en primer plano, tal como los caballitos de un carrusel.
Este modelo es fundamental para medir las propiedades del cosmos, incluyendo la distribución de la materia oscura y la energía oscura. La alineación del Lente de Carrusel es tan precisa que los científicos podrán utilizarlo como banco de pruebas para estudios cosmológicos futuros.
Colaboración internacional y promesa de futuros descubrimientos
El descubrimiento del Lente de Carrusel no habría sido posible sin la colaboración de investigadores de diversas instituciones. Entre los coautores del estudio se encuentran científicos del Laboratorio Nacional de Berkeley, la Universidad de San Francisco y la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA). La investigación también involucró a estudiantes de Berkeley, incluido William Sheu, quien comenzó como becario en DESI y ahora es estudiante de doctorado y colaborador de DESI en la UCLA.
Este descubrimiento marca solo el comienzo de lo que podría ser una serie de avances significativos en el estudio de la cosmología. Según Nathalie Palanque-Delabrouille, directora de la División de Física del Laboratorio Nacional de Berkeley, «el Lente de Carrusel proporcionará una plataforma única para estudios cosmológicos y demuestra cómo los datos de DESI pueden ser utilizados para aplicaciones científicas más amplias».
El Lente de Carrusel es un descubrimiento extraordinario que no solo ofrece una vista impresionante del universo distante, sino que también brinda a los astrónomos una herramienta invaluable para estudiar algunos de los misterios más profundos del cosmos. Su alineación precisa y su capacidad para magnificar múltiples galaxias de fondo lo convierten en un objeto único que podría revolucionar nuestra comprensión de la materia oscura, la energía oscura y la expansión del universo.
